Unity 跨平台底层如何处理C#代码

在面试中，我们经常会被问到Unity的底层是如何处理C#,本节给通过一下3个点来给大家详细的分析这个问题:

(1) C#的发展历史;

(2) Unity为什么用C#；

(3) il2cpp解决了什么问题;

 对啦！这里有个游戏开发交流小组里面聚集了一帮热爱学习游戏的零基础小白，也有一些正在从事游戏开发的技术大佬，欢迎你来交流学习。

C#的发展历史

C#没有出来之前，当时Java凭借Java虚拟机+Java字节码解释执行,让Java代码移植编写可以跨平台运行。同时Java等有了垃圾回收机制等，大大的降低了开发的难度。微软为了应对Java, 推出了.net平台。.net平台包含了几个点:

a: 设计创造一些编程开发语言，比如: C#, J#等。

b: .net开发工具,将.net 这些编程语言编译成.net字节码，我们叫做 CLR或IL,这样C#编写的代码可以被J#调用的到，因为底层都是基于.net字节码。

c: 开发一个.net 虚拟机能解释执行CLR字节码,同时把.net虚拟机移植到多个平台(windows, win mobile等windows系的操作系统)。这样用C#/J#开发的程序能跨平台到.net支持的操作系统上，同时C#， J#底层一样，能相互的调用。

d: 为了让.net能支持更多的平台，微软把.net CLR的标准开放出来了。

e: 出了一个开源的项目Mono, 以.net为标准，开发出了支持主流的PC与移动操作系统的.net 虚拟机。这样使得.net代码有机会能运行到非win家族系列的操作系统上。

Unity为什么用C#

讲完.net的发展历史的几个阶段以后，我们来看下为什么Unity会使用选C#来做开发语言。Unity 出来的时候，也需要解决 游戏 for mac, 游戏for linux, 游戏for windows, 游戏 for xbox等平台，后来手游发展起来以后又要解决 游戏 for Android, 游戏for IOS等。所以Unity引擎必须要构建在能跨平台发布的这个基础上。所以早期的Unity选择了Mono,作为跨平台基础，所以Unity是基于mono发展起来的项目。而mono 基于.net技术构建，所以在mono上开发，可以支持多种开发语言，c#, J#等所以早期Unity能支持C#, Boo, Js等编程语言，都是基于mono .net技术。所以Mono帮助Unity解决了跨平台问题，开发语言与开发工具的问题。

看上去一切很美好，但是基于mono构建的技术方案也有致命的问题，后期的Unity发现问题越来越多，主要的问题如下:

a: 程序执行效率，在移动端解释执行CLR代码,终归效率不如直接的native代码;

b: Mono虚拟机移植,当一个新的游戏开发平台出来以后，又要重新移植mono虚拟机，这里产生的bug先不说,能不能支持出来还不一定;

c: mono版权问题，当Unity使用mono的时候，需要mono的授权;

d: mono 虚拟机要移植到 web平台几乎不可能,而现在web平台也非常的流行,比如微信抖音小游戏等;

e: IOS不允许运行.net 虚拟机;

Unity il2cpp 救世主

为了解决mono .net的问题，Unity 开发团队推出了一个新的技术，就是il2cpp,顾名思义就是讲CLR/IL代码通过il2cpp,把它转成c/c++代码，然后再基于平台的native开发工具再进行编译，最终编译出native的二进制代码。

同时C#这些高级编程语言会有一些高级特性，比如垃圾回收等，这样就需要在底层做一些支撑，比如基于C/C++实现垃圾回收, C#的线程库等。这些功能都实现到il2cpp runtime库(il2cpp vm)上，运行的时候来提供这些基础服务的支撑。

这样做发布IOS没有任何问题，native code性能也好,同时如果有新的平台出现的时候，只要把C/C++移植到对应的平台就可以了，移植的时候非常的方便。

总结一下unity基于il2cpp 来构建处理C#的基本原理与步骤:

(1) 开发者还是基于.net的C#来进行开发;

(2) 还是使用.net的工具将C#的代码编译成CLR or IL

(3) 使用il2cpp工具,将CLR/IL字节码转成静态的C++代码;

(4) 使用native的开发工具(xcode, Android NDK等)，来将C++代码编译成目标的native机器码;

这样Unity开发到目标OS平台的安装包就打包发布出来了。假设有新的平台出现后，只要将游戏引擎的native代码+平台工程工具移植好就可以了，获得更好性能的同时获得了更好的跨平台移植性。最后上一个图来展示一下整个的架构,如下:

本节就分享到这里了，关注我，学习更多的Unity开发的知识。